EVGEN/AliGenPHOSlib.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /*
  17 $Log$
  18 Revision 1.5  2000/06/29 21:08:27  morsch
  19 All paramatrisation libraries derive from the pure virtual base class AliGenLib.
  20 This allows to pass a pointer to a library directly to AliGenParam and avoids the
  21 use of function pointers in Config.C.
  22
  23 Revision 1.4  2000/06/14 15:21:05  morsch
  24 Include clean-up (IH)
  25
  26 Revision 1.3  2000/06/09 20:32:54  morsch
  27 All coding rule violations except RS3 corrected
  28
  29 Revision 1.2  1999/11/04 11:30:48  fca
  30 Improve comments
  31
  32 Revision 1.1  1999/11/03 17:43:20  fca
  33 New version from G.Martinez & A.Morsch
  34
  35 */
  36
  37 //======================================================================
  38 //  AliGenPHOSlib class contains parameterizations of the
  39 //  pion, kaon, eta, omega, etaprime, phi and baryon (proton,
  40 //  antiproton, neutron and anti-neutron) particles for the
  41 //  study of the neutral background in PHOS detector.
  42 //  These parameterizations are used by the
  43 //  AliGenParam  class:
  44 //  AliGenParam(npar, param,  AliGenPHOSlib::GetPt(param),
  45 //                            AliGenPHOSlib::GetY(param),
  46 //                            AliGenPHOSlib::GetIp(param) )
  47 //  param represents the particle to be simulated :
  48 //  Pion, Kaon, Eta, Omega, Etaprime, Phi or Baryon
  49 //  Pt distributions are calculated from the transverse mass scaling
  50 //  with Pions, using the PtScal function taken from AliGenMUONlib
  51 //  version aliroot 3.01
  52 //
  53 //     Gines MARTINEZ. Laurent APHECETCHE and Yves SCHUTZ
  54 //      GPS @ SUBATECH,  Nantes , France  (October 1999)
  55 //     http://www-subatech.in2p3.fr/~photons/subatech
  56 //     martinez@subatech.in2p3.fr
  57 //======================================================================
  58
  59 #include "TMath.h"
  60 #include "TRandom.h"
  61
  62 #include "AliGenPHOSlib.h"
  63
  64 ClassImp(AliGenPHOSlib)
  65
  66 //======================================================================
  67 //    P  I  O  N  S
  68 //    (From GetPt, GetY and GetIp as param = Pion)
  69 //    Transverse momentum distribution" PtPion
  70 //    Rapidity distribution YPion
  71 //    Particle distribution IdPion  111, 211 and -211 (pi0, pi+ and pi-)
  72 //
  73  Double_t AliGenPHOSlib::PtPion(Double_t *px, Double_t *)
  74 {
  75 //     Pion transverse momentum distribtuion taken
  76 //     from AliGenMUONlib class, version 3.01 of aliroot
  77 //     PT-PARAMETERIZATION CDF, PRL 61(88) 1819
  78 //     POWER LAW FOR PT > 500 MEV
  79 //     MT SCALING BELOW (T=160 MEV)
  80 //
  81   const Double_t kp0 = 1.3;
  82   const Double_t kxn = 8.28;
  83   const Double_t kxlim=0.5;
  84   const Double_t kt=0.160;
  85   const Double_t kxmpi=0.139;
  86   const Double_t kb=1.;
  87   Double_t y, y1, kxmpi2, ynorm, a;
  88   Double_t x=*px;
  89   //
  90   y1=TMath::Power(kp0/(kp0+kxlim),kxn);
  91   kxmpi2=kxmpi*kxmpi;
  92   ynorm=kb*(TMath::Exp(-sqrt(kxlim*kxlim+kxmpi2)/kt));
  93   a=ynorm/y1;
  94   if (x > kxlim)
  95     y=a*TMath::Power(kp0/(kp0+x),kxn);
  96   else
  97     y=kb*TMath::Exp(-sqrt(x*x+kxmpi2)/kt);
  98   return y*x;
  99 }
 100  Double_t AliGenPHOSlib::YPion( Double_t *py, Double_t *)
 101 {
 102 //
 103 // pion y-distribution
 104 //
 105
 106   const Double_t ka    = 7000.;
 107   const Double_t kdy   = 4.;
 108
 109   Double_t y=TMath::Abs(*py);
 110   //
 111   Double_t ex = y*y/(2*kdy*kdy);
 112   return ka*TMath::Exp(-ex);
 113 }
 114
 115  Int_t AliGenPHOSlib::IpPion(TRandom *ran)
 116 {
 117 //                 particle composition pi+, pi0, pi-
 118 //
 119
 120     Float_t random = ran->Rndm();
 121
 122     if ( (3.*random)  < 1. )
 123     {
 124           return 211 ;
 125     }
 126     else
 127     {
 128       if ( (3.*random) >= 2.)
 129       {
 130          return -211 ;
 131       }
 132       else
 133       {
 134         return 111  ;
 135       }
 136     }
 137 }
 138 // End Pions
 139 //=============================================================
 140 //
 141  Double_t AliGenPHOSlib::PtScal(Double_t pt, Int_t np)
 142 {
 143 // Mt-scaling
 144 // Fonction for the calculation of the Pt distribution for a
 145 // given particle np, from the pion Pt distribution using the
 146 // mt scaling. This function was taken from AliGenMUONlib
 147 // aliroot version 3.01, and was extended for baryons
 148 // np = 1=>Pions 2=>Kaons 3=>Etas 4=>Omegas 5=>ETA' 6=>PHI
 149 //      7=>BARYONS-BARYONBARS
 150
 151   //    SCALING EN MASSE PAR RAPPORT A PTPI
 152   //    MASS                1=>PI,  2=>K, 3=>ETA, 4=>OMEGA,  5=>ETA',6=>PHI
 153   const Double_t khm[10] = {0.1396, 0.494,  0.547,    0.782,   0.957,   1.02,
 154   //    MASS               7=>BARYON-BARYONBAR
 155                                          0.938, 0. , 0., 0.};
 156   //     VALUE MESON/PI AT 5 GEV
 157   const Double_t kfmax[10]={1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1.};
 158   np--;
 159   Double_t f5=TMath::Power(((sqrt(100.018215)+2.)/(sqrt(100.+khm[np]*khm[np])+2.0)),12.3);
 160   Double_t kfmax2=f5/kfmax[np];
 161   // PIONS
 162   Double_t ptpion=100.*PtPion(&pt, (Double_t*) 0);
 163   Double_t fmtscal=TMath::Power(((sqrt(pt*pt+0.018215)+2.)/
 164                                  (sqrt(pt*pt+khm[np]*khm[np])+2.0)),12.3)/ kfmax2;
 165   return fmtscal*ptpion;
 166 }
 167 // End Scaling
 168 //============================================================================
 169 //    K  A  O  N  S
 170  Double_t AliGenPHOSlib::PtKaon( Double_t *px, Double_t *)
 171 {
 172 //                kaon
 173 //                pt-distribution
 174 //____________________________________________________________
 175
 176   return PtScal(*px,2);  //  2==> Kaon in the PtScal function
 177 }
 178
 179  Double_t AliGenPHOSlib::YKaon( Double_t *py, Double_t *)
 180 {
 181 // y-distribution
 182 //____________________________________________________________
 183
 184   const Double_t ka    = 1000.;
 185   const Double_t kdy   = 4.;
 186
 187
 188   Double_t y=TMath::Abs(*py);
 189   //
 190   Double_t ex = y*y/(2*kdy*kdy);
 191   return ka*TMath::Exp(-ex);
 192 }
 193
 194  Int_t AliGenPHOSlib::IpKaon(TRandom *ran)
 195 {
 196 //                 particle composition
 197 //
 198
 199     Float_t random = ran->Rndm();
 200     Float_t random2 = ran->Rndm();
 201     if (random2 < 0.5)
 202     {
 203       if (random < 0.5) {
 204         return  321;   //   K+
 205       } else {
 206         return -321;   // K-
 207       }
 208     }
 209     else
 210     {
 211       if (random < 0.5) {
 212         return  130;   // K^0 short
 213       } else {
 214         return  310;   // K^0 long
 215       }
 216     }
 217 }
 218 // End Kaons
 219 //============================================================================
 220 //============================================================================
 221 //   E  T  A  S
 222  Double_t AliGenPHOSlib::PtEta( Double_t *px, Double_t *)
 223 {
 224 //                etas
 225 //                pt-distribution
 226 //____________________________________________________________
 227
 228   return PtScal(*px,3);  //  3==> Eta in the PtScal function
 229 }
 230
 231  Double_t AliGenPHOSlib::YEta( Double_t *py, Double_t *)
 232 {
 233 // y-distribution
 234 //____________________________________________________________
 235
 236   const Double_t ka    = 1000.;
 237   const Double_t kdy   = 4.;
 238
 239
 240   Double_t y=TMath::Abs(*py);
 241   //
 242   Double_t ex = y*y/(2*kdy*kdy);
 243   return ka*TMath::Exp(-ex);
 244 }
 245
 246  Int_t AliGenPHOSlib::IpEta(TRandom *)
 247 {
 248 //                 particle composition
 249 //
 250
 251         return  221;   //   eta
 252 }
 253 // End Etas
 254 //============================================================================
 255 //============================================================================
 256 //    O  M  E  G  A  S
 257  Double_t AliGenPHOSlib::PtOmega( Double_t *px, Double_t *)
 258 {
 259 // omegas
 260 //                pt-distribution
 261 //____________________________________________________________
 262
 263   return PtScal(*px,4);  //  4==> Omega in the PtScal function
 264 }
 265
 266  Double_t AliGenPHOSlib::YOmega( Double_t *py, Double_t *)
 267 {
 268 // y-distribution
 269 //____________________________________________________________
 270
 271   const Double_t ka    = 1000.;
 272   const Double_t kdy   = 4.;
 273
 274
 275   Double_t y=TMath::Abs(*py);
 276   //
 277   Double_t ex = y*y/(2*kdy*kdy);
 278   return ka*TMath::Exp(-ex);
 279 }
 280
 281  Int_t AliGenPHOSlib::IpOmega(TRandom *)
 282 {
 283 //                 particle composition
 284 //
 285
 286         return  223;   // Omega
 287 }
 288 // End Omega
 289 //============================================================================
 290 //============================================================================
 291 //    E  T  A  P  R  I  M  E
 292  Double_t AliGenPHOSlib::PtEtaprime( Double_t *px, Double_t *)
 293 {
 294 // etaprime
 295 //                pt-distribution
 296 //____________________________________________________________
 297
 298   return PtScal(*px,5);  //  5==> Etaprime in the PtScal function
 299 }
 300
 301  Double_t AliGenPHOSlib::YEtaprime( Double_t *py, Double_t *)
 302 {
 303 // y-distribution
 304 //____________________________________________________________
 305
 306   const Double_t ka    = 1000.;
 307   const Double_t kdy   = 4.;
 308
 309
 310   Double_t y=TMath::Abs(*py);
 311   //
 312   Double_t ex = y*y/(2*kdy*kdy);
 313   return ka*TMath::Exp(-ex);
 314 }
 315
 316  Int_t AliGenPHOSlib::IpEtaprime(TRandom *)
 317 {
 318 //                 particle composition
 319 //
 320
 321         return  331;   //   Etaprime
 322 }
 323 // End EtaPrime
 324 //===================================================================
 325 //============================================================================
 326 //    P  H  I   S
 327  Double_t AliGenPHOSlib::PtPhi( Double_t *px, Double_t *)
 328 {
 329 // phi
 330 //                pt-distribution
 331 //____________________________________________________________
 332
 333   return PtScal(*px,6);  //  6==> Phi in the PtScal function
 334 }
 335
 336  Double_t AliGenPHOSlib::YPhi( Double_t *py, Double_t *)
 337 {
 338 // y-distribution
 339 //____________________________________________________________
 340
 341   const Double_t ka    = 1000.;
 342   const Double_t kdy   = 4.;
 343
 344
 345   Double_t y=TMath::Abs(*py);
 346   //
 347   Double_t ex = y*y/(2*kdy*kdy);
 348   return ka*TMath::Exp(-ex);
 349 }
 350
 351  Int_t AliGenPHOSlib::IpPhi(TRandom *)
 352 {
 353 //                 particle composition
 354 //
 355
 356         return  333;   //   Phi
 357 }
 358 // End Phis
 359 //===================================================================
 360 //============================================================================
 361 //    B  A  R  Y  O  N  S  == protons, protonsbar, neutrons, and neutronsbars
 362  Double_t AliGenPHOSlib::PtBaryon( Double_t *px, Double_t *)
 363 {
 364 // baryons
 365 //                pt-distribution
 366 //____________________________________________________________
 367
 368   return PtScal(*px,7);  //  7==> Baryon in the PtScal function
 369 }
 370
 371  Double_t AliGenPHOSlib::YBaryon( Double_t *py, Double_t *)
 372 {
 373 // y-distribution
 374 //____________________________________________________________
 375
 376   const Double_t ka    = 1000.;
 377   const Double_t kdy   = 4.;
 378
 379
 380   Double_t y=TMath::Abs(*py);
 381   //
 382   Double_t ex = y*y/(2*kdy*kdy);
 383   return ka*TMath::Exp(-ex);
 384 }
 385
 386  Int_t AliGenPHOSlib::IpBaryon(TRandom *ran)
 387 {
 388 //                 particle composition
 389 //
 390
 391     Float_t random = ran->Rndm();
 392     Float_t random2 = ran->Rndm();
 393     if (random2 < 0.5)
 394     {
 395       if (random < 0.5) {
 396         return  2212;   //   p
 397       } else {
 398         return -2212;   // pbar
 399       }
 400     }
 401     else
 402     {
 403       if (random < 0.5) {
 404         return  2112;   // n
 405       } else {
 406         return -2112;   // n bar
 407       }
 408     }
 409 }
 410 // End Baryons
 411 //===================================================================
 412
 413
 414 typedef Double_t (*GenFunc) (Double_t*,  Double_t*);
 415  GenFunc AliGenPHOSlib::GetPt(Param_t param, const char* tname)
 416 {
 417 // Return pinter to pT parameterisation
 418     GenFunc func;
 419
 420     switch (param)
 421     {
 422     case Pion:
 423         func=PtPion;
 424         break;
 425     case Kaon:
 426         func=PtKaon;
 427         break;
 428     case Eta:
 429         func=PtEta;
 430         break;
 431     case Omega:
 432         func=PtOmega;
 433         break;
 434     case Etaprime:
 435         func=PtEtaprime;
 436         break;
 437     case Baryon:
 438         func=PtBaryon;
 439         break;
 440     default:
 441         func=0;
 442         printf("<AliGenPHOSlib::GetPt> unknown parametrisationn");
 443     }
 444     return func;
 445 }
 446
 447  GenFunc AliGenPHOSlib::GetY(Param_t param, const char* tname)
 448 {
 449 // Return pointer to Y parameterisation
 450     GenFunc func;
 451     switch (param)
 452     {
 453     case Pion:
 454         func=YPion;
 455         break;
 456     case Kaon:
 457         func=YKaon;
 458         break;
 459     case Eta:
 460         func=YEta;
 461         break;
 462     case Omega:
 463         func=YOmega;
 464         break;
 465     case Etaprime:
 466         func=YEtaprime;
 467         break;
 468     case Phi:
 469         func=YPhi;
 470         break;
 471     case Baryon:
 472         func=YBaryon;
 473         break;
 474     default:
 475         func=0;
 476         printf("<AliGenPHOSlib::GetY> unknown parametrisationn");
 477     }
 478     return func;
 479 }
 480 typedef Int_t (*GenFuncIp) (TRandom *);
 481  GenFuncIp AliGenPHOSlib::GetIp(Param_t param,  const char* tname)
 482 {
 483 // Return pointer to particle composition
 484     GenFuncIp func;
 485     switch (param)
 486     {
 487     case Pion:
 488
 489         func=IpPion;
 490         break;
 491     case Kaon:
 492         func=IpKaon;
 493         break;
 494     case Eta:
 495         func=IpEta;
 496         break;
 497     case Omega:
 498         func=IpOmega;
 499         break;
 500     case Etaprime:
 501         func=IpEtaprime;
 502         break;
 503     case Phi:
 504         func=IpPhi;
 505         break;
 506     case Baryon:
 507         func=IpBaryon;
 508         break;
 509     default:
 510         func=0;
 511         printf("<AliGenPHOSlib::GetIp> unknown parametrisationn");
 512     }
 513     return func;
 514 }
 515